Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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17 / 68103 / 42503
↖ ↑ ↗
← N 53.319390°
E  7.050476°		 ← 182.45 m → N 53.319390°
E  7.053223°		 →
↑
182.47 m
↓
↑
182.47 m
↓
N 53.317749°
E  7.050476°		 ← 182.45 m →
33 291 m²		 N 53.317749°
E  7.053223°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 17 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 68103 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 42503 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.519588470458984 y=0.324275970458984 und der Vergrößerungsstufe zoom=17 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.519588470458984 × 217)
    floor (0.519588470458984 × 131072)
    floor (68103.5)     		tx = 68103
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.324275970458984 × 217)
    floor (0.324275970458984 × 131072)
    floor (42503.5)     		ty = 42503
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 17 / 68103 / 42503 ti = "17/68103/42503"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/17/68103/42503.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 68103 ÷ 217
    68103 ÷ 131072     		x = 0.519584655761719
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 42503 ÷ 217
    42503 ÷ 131072     		y = 0.324272155761719
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.519584655761719 × 2 - 1) × π
    0.0391693115234375 × 3.1415926535     		Λ = 0.12305402
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.324272155761719 × 2 - 1) × π
    0.351455688476562 × 3.1415926535     		Φ = 1.10413060894875
    Länge (λ) Λ (unverändert) 0.12305402} λ = 0.12305402}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(1.10413060894875))-π/2
    2×atan(3.01660072276761)-π/2
    2×1.25069761662272-π/2
    2.50139523324544-1.57079632675     		φ = 0.93059891
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 0.12305402} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 7.050476°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.93059891 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 53.319390°
  5. Die Koordinaten der anderen Ecken werden aus den Kachelnummern der Nachbarkacheln berechnet:
    Ecke tx ty λ φ Länge in Grad Breite in Grad
    Oben links KachelX 68103 KachelY 42503 0.12305402 0.93059891 7.050476 53.319390
    Oben rechts KachelX + 1 68104 KachelY 42503 0.12310196 0.93059891 7.053223 53.319390
    Unten links KachelX 68103 KachelY + 1 42504 0.12305402 0.93057027 7.050476 53.317749
    Unten rechts KachelX + 1 68104 KachelY + 1 42504 0.12310196 0.93057027 7.053223 53.317749
  6. Die Kantenlängen werden aus den Koordinaten der Eckpunkte sowie dem Erdradius R berechnet:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Linke Seite abs(φOL-φUL) × R abs(0.93059891-0.93057027) × R
    2.86399999999132e-05 × 6371000     		dl = 182.465439999447m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.93059891-0.93057027) × R
    2.86399999999132e-05 × 6371000     		dr = 182.465439999447m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(0.12305402-0.12310196) × cos(0.93059891) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.59735377689772 × 6371000     		do = 182.447219350767m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(0.12305402-0.12310196) × cos(0.93057027) × R
    4.79399999999963e-05 × 0.597376745298232 × 6371000     		du = 182.45423449149m
  7. Die Fläche wird aus den Koordinaten von linker oberer und rechter unterer Ecke sowie dem Erdradius R berechnet:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Fläche abs(λ1-λ2)×abs(sinφ1-sinφ2)×R² abs(λ1-λ2)×abs(sin(0.93059891)-sin(0.93057027))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.59735377689772-0.597376745298232)×R²
    abs(0.12310196-0.12305402)×2.29684005121911e-05×R²
    4.79399999999963e-05×2.29684005121911e-05×6371000²
    4.79399999999963e-05×2.29684005121911e-05×40589641000000     		ar = 33290.9521681265m²